Comissionamento de Relés de Proteção em Pirapora-MG

Página técnica sobre comissionamento de relés de proteção em Pirapora, cobrindo cargas de forno de redução para ferroligas e a interface de proteção de centrais fotovoltaicas conectadas na região do médio São Francisco.

Ensaio por função ANSI

Pickup, tempo medido e desvio registrados função a função, contra o estudo de ajustes.

Ponto a ponto até o disjuntor

Trip real, intertravamentos, falha de disjuntor e cada ponto do SCADA conferido.

ART + dossiê de comissionamento

Assinados por engenheiro eletricista com CREA ativo, especialista em SEP.

Por Eng. Raphael Leite Menezes Santos

Engenheiro Eletricista — Especialista em Sistema Elétrico de Potência

Tecnvolt Engenharia (Recife/PE)

Por que esta página existe

Pirapora reúne duas realidades elétricas incomuns no mesmo território. De um lado, a produção de ferroligas com fornos elétricos de redução, uma das cargas industriais mais pesadas e mais distorcivas que existem. De outro, o entorno abriga um dos maiores complexos fotovoltaicos do país, em operação desde 2017, com centenas de megawatts injetados na rede.

São problemas opostos de proteção no mesmo lugar. Um exige conviver com corrente de eletrodo irregular sem desligar; o outro exige desconectar rápido e de forma confiável na perda de referência da rede. Esta página trata dos dois recortes e do que muda no comissionamento em cada um deles. Em ambos os casos, o que sustenta a análise depois de uma ocorrência é a mesma base: ajuste rastreável ao estudo e ao parecer de acesso, ensaio registrado por função, sincronismo de tempo consistente entre relés e oscilografia disponível em formato padronizado.

A quem este conteúdo se dirige

Engenheiros e coordenadores de manutenção elétrica, gestores de confiabilidade e de ativos, equipes de O&M de indústrias, concessionárias, geradoras e autoprodutores, integradores e construtoras responsáveis por entregar subestação nova ou retrofit — e quem precisa avaliar se o relatório de comissionamento recebido de um terceiro realmente comprova o que diz comprovar.

Conteúdo técnico e comercial. Ensaios e intervenções em relés e circuitos de proteção devem ser realizados por equipe qualificada, com APR, permissão de trabalho, instrumentos calibrados e responsabilidade técnica registrada em ART, conforme a NR-10 e os procedimentos da instalação.

O que é o comissionamento de relés de proteção

Comissionar não é testar o relé — é provar o laço inteiro

O comissionamento de relés de proteção é o conjunto de verificações que comprova que a proteção projetada é exatamente a proteção instalada: que ela enxerga a corrente certa, decide no tempo certo e abre o disjuntor certo. Um teste de relé verifica o IED isolado, na bancada — pickup, tempo, curva. O comissionamento verifica a cadeia completa: TC e TP → fiação → IED → circuito de trip → bobina de abertura → disjuntor → sinalização → supervisório.

A diferença não é semântica. Um relé pode passar em 100% da injeção secundária e a instalação continuar desprotegida, porque o fio de trip foi para o cubículo vizinho, porque a relação de TC parametrizada não é a instalada, ou porque a função existe no relé e ninguém a mapeou na matriz de trip. Esses defeitos não aparecem no ensaio do relé. Aparecem no comissionamento — ou na falta real.

Ensaio de aceitação e ensaio de manutenção não têm o mesmo critério

A referência prática separa dois regimes. O ensaio de aceitação (ANSI/NETA ATS) vale para instalação nova, ampliação e retrofit: é feito antes da energização, cobre 100% das funções habilitadas e exige valores medidos contra o projeto. O ensaio de manutenção (ANSI/NETA MTS) é o periódico da instalação em operação: parte de uma linha de base já conhecida e foca na deriva, na integridade do circuito de trip e na revalidação dos ajustes após mudanças na rede.

Chamar de comissionamento um ensaio de manutenção — ou aceitar um relatório de manutenção como comprovação de comissionamento — é a origem mais comum de pendência em auditoria e em vistoria da concessionária.

O que precisa existir antes de a mala de teste ligar

Comissionamento sem documento de referência vira conferência de números arbitrários. Antes do campo é preciso ter em mãos:

  • Estudo de curto-circuito e de seletividade aprovado, com o coordenograma e a tabela de ajustes por vão;
  • Diagrama unifilar as-built e diagrama funcional / trifilar dos circuitos de comando;
  • Matriz de trip — qual função dispara qual disjuntor, qual bloqueia religamento e qual apenas alarma;
  • Arquivo de parametrização do IED, com versão e a indicação do grupo de ajustes que deve ficar ativo;
  • Dados de placa dos TCs e TPs — relação, classe de exatidão, fator de sobrecorrente e carga nominal;
  • Curva e tempo de abertura do disjuntor, e a capacidade do serviço auxiliar em corrente contínua.

Quando o estudo não existe, ou está desatualizado em relação à instalação real, a Tecnvolt executa o estudo de proteção antes do comissionamento. Não é venda casada: é a única forma de o ensaio ter contra o que ser comparado. Esse encadeamento faz parte do escopo maior de SPCS — Sistema de Proteção, Controle e Supervisão.

As sete etapas do comissionamento, da parametrização à energização

As sete etapas do comissionamento de relés de proteção

A ordem importa. Cada etapa só faz sentido se a anterior fechou, porque cada uma elimina uma classe de erro que a seguinte não conseguiria enxergar.

1. Conferência documental e da parametrização

Comparar, campo a campo, o arquivo carregado no IED com a tabela do estudo: relação de TC e TP, tap, curva selecionada (IEC ou IEEE, Normalmente / Muito / Extremamente Inversa), pickup, TMS ou dial, tempo definido, temporizações de retaguarda, bloqueios, funções habilitadas e qual grupo de ajustes está ativo. Registrar versão de firmware e identificação do arquivo. Divergência encontrada aqui custa minutos; encontrada na energização, custa a janela de parada.

2. Ensaios do IED por injeção secundária

Com mala de teste trifásica, função por função, medindo e registrando o valor — nunca apenas “conforme”:

  • 50/51 e 50N/51N — pickup, curva e tempo em pelo menos três múltiplos da corrente de partida;
  • 67/67N direcional — pickup, ângulo de máximo torque e comprovação das zonas de operação e de bloqueio;
  • 87T e 87B — corrente diferencial mínima, inclinação da restrição percentual, bloqueio por 2ª harmônica (energização) e por 5ª (sobre-excitação);
  • 27/59, 59N, 81U/81O e 81R — níveis, temporizações e taxa de variação de frequência;
  • 46, 49, 32, 37, 48/51LR — proteções de máquina, quando houver motor ou gerador;
  • 50BF — tempo de supervisão e destino do disparo de falha de disjuntor;
  • 79 — sequência de religamento, tempo morto e bloqueio definitivo.

Matriz de funções ANSI a ensaiar no comissionamento de relés de proteção por tipo de vão: entrada, transformador, alimentador, motor e barra

Tolerância típica de aceitação: ±5% na corrente de pickup e ±5% ou ±30 ms no tempo, prevalecendo o maior. O relatório registra valor de projeto, valor medido, desvio e veredito.

3. Verificação dos TCs e TPs

Relação efetiva, polaridade, resistência do enrolamento secundário, curva de saturação com determinação do joelho, resistência do circuito e carga (burden) real conectada. É nesta etapa que aparecem o TC com relação diferente da placa, o secundário aberto, o enrolamento de medição usado indevidamente para proteção e a polaridade invertida que inverte a direcionalidade do 67 sem alterar nenhum valor de módulo.

4. Injeção primária

É a única verificação que fecha o laço do primário do TC até o relé passando pela fiação real da instalação. Confirma relação efetiva, polaridade e ausência de derivação, jumper ou aterramento esquecido no secundário. Em proteção diferencial a injeção primária é o que prova a estabilidade: com falta externa simulada, a corrente diferencial vista pelo relé tem de permanecer abaixo do ajuste mínimo. Sem esse ensaio, um 87T com uma fase invertida passa por perfeito até a primeira energização.

5. Matriz de trip e circuitos de comando

Cada função dispara o disjuntor que o projeto determina — e apenas ele. Verifica-se abertura real por atuação de cada função, bloqueio de religamento e relé de bloqueio (86 / 94 lockout), disparo do 50BF na retaguarda correta, intertravamentos de manobra, supervisão da bobina de abertura (74 / TCS) e o tempo total medido entre a atuação da função e a separação dos contatos do disjuntor. Esse tempo é o que o estudo de seletividade assumiu; se na prática ele for maior, a coordenação calculada não existe.

6. Integração, comunicação e sincronismo

Em subestação digital: importação do SCD, conferência dos arquivos CID de cada IED, verificação das mensagens GOOSE publicadas e efetivamente assinadas, medição do tempo de transferência e ensaio do comportamento na perda do publicador (bit de qualidade e de simulação). Em seguida a subida para o supervisório por MMS, DNP3 ou Modbus: cada alarme, cada estado e cada medida chegando com a tag correta e a escala correta. Por fim o sincronismo de tempo (SNTP ou PTP) — sem base de tempo comum, a oscilografia de um evento não pode ser correlacionada entre vãos e perde a função de análise.

7. Energização assistida e registro

Checklist de pré-energização, conferência de sequência de fase, verificação de sincronismo (25) quando houver paralelismo e — com a instalação já energizada — leitura de corrente, tensão e fasores diretamente no IED, para confirmar que o que o relé mede é o que a instalação tem. Coleta da oscilografia de energização em COMTRADE como linha de base para todas as análises futuras.

Os oito defeitos que só o comissionamento encontra

A lista abaixo não é teórica. São modos de falha recorrentes em comissionamento de relés de proteção, e todos passam despercebidos por um ensaio de bancada:

  • Relação de TC parametrizada diferente da instalada. Toda a curva se desloca. A proteção existe no documento e não existe no campo.
  • Polaridade invertida em uma fase do TC do diferencial. O 87T fica estável em regime permanente e opera na energização ou na primeira falta externa.
  • Fio de trip no cubículo errado. Todos os ensaios de injeção passam e o disjuntor correto nunca abre.
  • Curva IEC onde o estudo usou IEEE, ou Muito Inversa onde o cálculo assumiu Normalmente Inversa. O tempo bate em um múltiplo de corrente e erra em outro; a coordenação só quebra na falta real.
  • 50BF sem retaguarda mapeada. A falha de um disjuntor deixa de ser um evento local e vira desligamento total da instalação.
  • GOOSE publicado sem assinante. O intertravamento existe na engenharia e não existe na rede.
  • Grupo de ajustes errado ativo. Dois conjuntos válidos no relé, e o que está em serviço não é o que foi aprovado.
  • Bobina de abertura sem supervisão (74 / TCS). O circuito interrompido só é descoberto no dia em que precisava atuar.

O que a Tecnvolt entrega no fim do comissionamento

  • Relatório de comissionamento por vão, com valor de projeto, valor medido, desvio, tolerância e veredito para cada função ensaiada;
  • Matriz de trip verificada em campo e assinada;
  • Arquivos finais de parametrização, versionados e identificados por IED;
  • Oscilografias de referência em COMTRADE, incluindo a de energização;
  • Lista de pendências classificada por criticidade: impeditiva para energizar, corrigir antes da operação comercial, ou observação;
  • Coordenograma as-built, quando o estudo de seletividade é revisado dentro do escopo.

Esse pacote é o que sustenta a instalação em auditoria, em vistoria da concessionária, em análise de sinistro e na próxima intervenção — quando outra equipe precisar saber por que o ajuste é aquele.

Fluxo de comissionamento de SPCS em seis etapas, do estudo de proteção e ajustes à energização assistida e ao dossiê as-built com ART

Comissionamento de relés em Pirapora-MG: o que a carga local exige

Forno de redução e interface de geração no mesmo sistema

O perfil de carga de Pirapora

A produção de ferroligas usa forno elétrico de redução alimentado por transformador de forno com ampla faixa de regulação. A corrente de eletrodo é irregular por natureza, o desequilíbrio entre fases é permanente, e o conteúdo harmônico é elevado. Somam-se sistemas de despoeiramento, britagem e manuseio de matéria-prima. A cidade tem ainda outras indústrias de transformação e, no entorno, geração fotovoltaica de grande porte, com subestações coletoras, transformadores elevadores e conexão em alta tensão. O sistema elétrico regional convive, portanto, com uma carga que distorce e uma geração que precisa responder ao comportamento da rede.

Funções ANSI e ensaios que pesam mais

Do lado da carga industrial:

  • 87T do transformador de forno, com verificação da compensação de defasagem e do comportamento durante mudança de tape, e restrição por harmônicos ensaiada e não apenas habilitada.
  • 46 e 49 ajustados contra o desequilíbrio real de operação, sob risco de transformar regime normal em desligamento.
  • 50/51 e 51N avaliados junto com a saturação de TC no burden efetivo, e 50BF com 87B na barra do forno.

Do lado da geração e da interface com a rede:

  • 81U/81O e 81R para variação e taxa de variação de frequência, com tempos verificados por injeção em rampa, não apenas por degrau.
  • 78, 27/59 e 59N compondo a detecção de perda de referência, e 25 para reconexão após restabelecimento.
  • 32 e 67/67N onde o fluxo é bidirecional e a direcionalidade define qual trecho abre.

Nos dois casos, oscilografia COMTRADE e sincronismo por SNTP ou PTP são o que permite reconstruir uma ocorrência depois. Sem base de tempo comum entre relés de barra, de conexão e de máquina, a análise de perturbação vira opinião.

Conexão, exigência regulatória e documentação

Central geradora e consumidor de grande porte respondem a exigências específicas: os ajustes de proteção de interface precisam estar de acordo com o parecer de acesso, e o PRODIST define os requisitos para conexão em distribuição, enquanto instalação conectada à Rede Básica responde ao ONS quanto a desempenho de proteção e registro de perturbação. Do lado da distribuidora, as normas técnicas da Cemig definem o padrão de entrada e a documentação da vistoria. O pacote esperado é memorial de ajustes, relatório por função, evidência de teste de interface e de cadeia de trip, arquivos de configuração e ART do CREA.

Como a Tecnvolt atende Pirapora

A Tecnvolt tem sede em Recife e atende Minas Gerais com equipe mobilizada para a obra, sem base, escritório ou equipe fixa no estado. Estudo de curto-circuito e seletividade e conferência de parametrização são executados antes do deslocamento, contra o parecer de acesso quando existe, de forma que o ajuste chegue discutido ao campo. Escopo, painéis e janela de indisponibilidade são fechados com antecedência. O modelo é adequado a parada programada, comissionamento de obra nova, retrofit e recomissionamento, e não a atendimento emergencial de mesmo dia.

Onde o comissionamento se encaixa

O comissionamento de relés em Pirapora é executado dentro do escopo de comissionamento de relés de proteção da Tecnvolt Engenharia, ao lado do estudo de curto-circuito e seletividade, dos ensaios de relé periódicos, da integração IEC 61850 e do SPCS e da análise de oscilografia, com relatório por vão e ART.

// CONTATO

Solicite um Orçamento

A Tecnvolt Engenharia é certificada nas normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001

Setores que atendemos em Pirapora e região

Indústria

Plantas químicas, alimentícias, metalúrgicas, mineração e petroquímica.

Usinas solares e eólicas

SPCS da subestação elevadora e proteção do ponto de conexão.

Concessionárias

Redes de distribuição MT e subestações dedicadas.

Construtoras

Adequação elétrica e diagnóstico em obras de grande porte.

Hospitais e dados

Continuidade operacional crítica em SE dedicadas.

Portos e terminais

Operação 24/7, proteção de entrada e seletividade em ambiente agressivo.

// FAQS

Perguntas Frequentes

Sim, sempre que o parecer alterar valores ou tempos de qualquer função de interface. Mudança de ajuste em 81U, 81O, 81R, 27, 59 ou 59N não é atualização de campo em tela: é alteração do comportamento da usina diante de um distúrbio de rede, e precisa ser verificada por injeção, incluindo ensaio em rampa para as funções de frequência e de taxa de variação, e verificação do tempo total até a abertura efetiva do disjuntor de conexão.

O mesmo vale para atualização de firmware do relé e para troca de equipamento. O que dá segurança na próxima ocorrência é o relatório do ensaio feito com o ajuste vigente, mais a oscilografia disponível com sincronismo de tempo consistente.

O teste de relé verifica o IED isolado — pickup, curva e tempo por injeção secundária. O comissionamento verifica a cadeia inteira: TC e TP, fiação, IED, matriz de trip, bobina de abertura, disjuntor, sinalização e supervisório. Um relé pode passar em todos os testes e a instalação continuar desprotegida se o fio de trip estiver no cubículo errado ou se a relação de TC parametrizada não for a instalada.

A injeção secundária comprova o comportamento do relé; ela não comprova o que chega até ele. Só a injeção primária fecha o laço do primário do TC até o IED passando pela fiação real, confirmando relação efetiva, polaridade e ausência de derivação esquecida. Em proteção diferencial (87T, 87B) ela é indispensável: é o ensaio que prova a estabilidade em falta externa. Em comissionamento de aceitação a Tecnvolt executa as duas.

Depende do escopo. Um vão de alimentador com 50/51 e 50N/51N, matriz de trip simples e sem injeção primária costuma ser concluído dentro de um turno. Um vão de transformador com 87T, verificação de TCs, injeção primária e integração IEC 61850 normalmente ocupa de um a dois dias. O cronograma é fechado antes da mobilização, a partir do unifilar e da lista de vãos, para caber na janela de parada contratada.

Sim. O comissionamento é feito por função ANSI e por critério de aceitação, não por marca. A Tecnvolt trabalha com IEDs multifunção das principais fabricantes do mercado (SEL, Schneider, Siemens, ABB, GE, Pextron, entre outras), usando o software do próprio fabricante para leitura, conferência e versionamento do arquivo de parametrização.

Não de forma útil. Sem o estudo não existe valor de referência: o ensaio passa a apenas confirmar que o relé reproduz o número que alguém digitou nele, sem qualquer garantia de que esse número protege o equipamento e coordena com a retaguarda. Quando o estudo não existe ou está desatualizado, a Tecnvolt executa o estudo de proteção e seletividade antes do comissionamento e entrega o coordenograma as-built junto do relatório.

Sim. O escopo inclui importação e conferência do SCD, validação dos arquivos CID por IED, verificação das mensagens GOOSE publicadas e efetivamente assinadas, medição do tempo de transferência, ensaio do comportamento na perda do publicador e a subida dos dados ao supervisório por MMS, DNP3 ou Modbus — além do sincronismo de tempo por SNTP ou PTP, sem o qual a oscilografia não pode ser correlacionada entre vãos.

Parcialmente. Conferência documental, análise da parametrização, revisão da matriz de trip e verificação de comunicação e supervisório são feitas com a instalação em operação. Os ensaios de injeção, a verificação de TCs e o teste real de abertura do disjuntor exigem o vão desenergizado e isolado. Por isso o comissionamento é planejado por vão: a instalação nunca precisa parar inteira de uma vez.

Sim. O serviço é entregue com ART do CREA e relatório de comissionamento por vão, contendo valor de projeto, valor medido, desvio, tolerância e veredito por função, matriz de trip verificada, arquivos finais de parametrização versionados, oscilografias em COMTRADE e a lista de pendências classificada por criticidade.

Referências normativas

Esta página sobre comissionamento de relés de proteção foi construída com base nas referências técnicas e normativas reconhecidas internacionalmente.

  1. IEEE Std C37.2 — IEEE Standard for Electrical Power System Device Function Numbers, Acronyms, and Contact Designations.
  2. IEC 61850 — Communication networks and systems for power utility automation, incluindo a parte 10 (conformance testing).
  3. IEEE Std C37.233 — IEEE Guide for Power System Protection Testing.
  4. IEC 61869 — Instrument transformers. Requisitos de exatidão e ensaio de TCs e TPs.
  5. IEEE Std C57.13 — IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers.
  6. IEEE Std 242 (Buff Book) — Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems.
  7. IEC 60255-151 — Measuring relays and protection equipment: over/under current protection. Define as curvas Normalmente, Muito e Extremamente Inversa.
  8. ABNT NBR 14039 — Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV.
  9. Procedimentos de Rede do ONS — requisitos de sistemas de proteção, controle e supervisão.
  10. PRODIST — Módulo 3 — Acesso ao sistema de distribuição e proteção do ponto de conexão.

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